鋼管樁設(shè)計(jì)中的若干問題探討

張赫路

摘要：在實(shí)際的建筑施工中，應(yīng)用最為廣泛的各種具有承載力的樁，而鋼管樁具有高承載力的優(yōu)點(diǎn)，在施工過程中擠土效應(yīng)也比較低。隨著我國建筑施工的不斷增長，對鋼管樁建筑施工的應(yīng)用越來越多，探討鋼管樁設(shè)計(jì)中的若干問題顯得尤為重要。本文針對鋼管樁的特點(diǎn)、鋼管樁設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的問題、實(shí)際鋼管樁設(shè)計(jì)中的案例進(jìn)行探討，為實(shí)際鋼管樁設(shè)計(jì)提供一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：鋼管樁；高承載力；特點(diǎn)；案例；設(shè)計(jì)

由于我國對鋼管樁的使用較少，在實(shí)際的施工過程中存在一定的技術(shù)問題。本文就針對鋼管樁中設(shè)計(jì)的若干問題進(jìn)行探討，希望能夠?yàn)閷?shí)際的鋼管樁設(shè)計(jì)施工提供一定的參考。

1 鋼管樁的特點(diǎn)

鋼管樁具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：承載力很大、鋼管樁的種類規(guī)格多，選擇使用的余地大、鋼管樁的長度容易控制，節(jié)約資源、鋼管樁在實(shí)際的施工過程中擠土量受到限制，對周圍的土體影響較少、加快施工進(jìn)度、使施工工程質(zhì)量得到保證、同時(shí)在施工過程中不易受到腐蝕、但鋼管樁的單價(jià)較高。

針對目前國內(nèi)使用最多的鋼管樁大多采用的是A3型號的低碳鋼、本身這種剛材料的抗壓、抗拉和抗剪能力就很強(qiáng)，把這種材料加工成鋼管后期抗彎能力更強(qiáng)。當(dāng)把鋼管樁打在地質(zhì)層較好的地方，可以增大鋼管樁的承載能力，同時(shí)也會使鋼管樁的使用數(shù)量減少，這樣就會減少承臺整體的尺寸。對于地震較多的區(qū)域在修建高層建筑物時(shí)可以采取鋼管樁修筑，提高建筑物的水平承載能力。

2 鋼管樁設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題

2.1 常見問題

鋼管樁在實(shí)際的施工時(shí)需要很多的焊接，其焊接結(jié)點(diǎn)的質(zhì)量很難得到保證，由于各樁的承載能力很大，在端部、頂部以及上下樁接觸的位置需仔細(xì)處理好結(jié)點(diǎn)焊接，以免在使用時(shí)出現(xiàn)質(zhì)量不過關(guān)而導(dǎo)致樁斷的現(xiàn)象。同時(shí)在對樁管打壓過程中，有時(shí)鋼管會偶遇到很大的作用力，這時(shí)就需要在設(shè)計(jì)前提前計(jì)算好樁的預(yù)應(yīng)力，避免鋼管在打樁過程中出現(xiàn)屈服的現(xiàn)象。同時(shí)由于鋼管樁的單價(jià)投資比其他樁要高，但是其又具有施工快等優(yōu)點(diǎn)，所以需要在施工前綜合考慮應(yīng)用其他樁還是鋼管樁的效益進(jìn)行比較。

2.2 極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算

鋼管樁在確定其承載力時(shí)有三種確定方法即：根據(jù)地質(zhì)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算、根據(jù)鋼管樁試驗(yàn)進(jìn)行承載力確定、也可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行承載力的計(jì)算。理論計(jì)算公式如下：

Quk=Qsk+Qpk=λsU∑qsikIi+λqpkAp

公式中：qsik、qpk分別表示鋼管樁的極限側(cè)阻力以及鋼管樁頂端的極限阻力標(biāo)準(zhǔn)值；U表示鋼管樁的樁身長；Ap表示鋼管樁的側(cè)面面積；Ii表示土層的厚度。

鋼管樁一般在二級建筑物施工中應(yīng)用，在對鋼管樁進(jìn)行施工前，必須對鋼管樁進(jìn)行必要的試驗(yàn)測定鋼管樁的承載能力。經(jīng)驗(yàn)公式的計(jì)算表達(dá)式如下：

Quk=efH/（S+C/2）×（WH+e2Wp）/（WH+WP）

式中ef表示重錘的機(jī)械效率；WH表示重錘的重量；Wp表示鋼管樁的重量；H表示重錘的重錘下落的高度；C表示鋼管樁的貫入度；S表示鋼管樁的回彈量；e表示鋼管樁的在土層中的回復(fù)系數(shù)。

但是由于經(jīng)驗(yàn)公式一般有缺陷，在實(shí)際的施工過程中需要結(jié)合三種計(jì)算方法才能最終確定鋼管樁的承載力。

3 實(shí)際案例分析

在某橋梁施工中使用鋼管樁。首先在施工前需要注意橋臺的選擇，橋臺的結(jié)構(gòu)一般是用石砌或者素的混凝土結(jié)構(gòu)，對于承重量小的橋臺一般是使用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。根據(jù)這座橋梁的承載力，其橋臺設(shè)計(jì)為鋼筋混凝土橋臺。橋臺的平面圖、立面圖如下圖所示。

在橋梁施工中應(yīng)用最為廣泛的是鋼管柱橋臺。因?yàn)闃蚺_不僅要受豎向力，也需要抵抗周圍土體對橋臺的壓力。第二階段在橋臺的實(shí)際施工過程中，采用板樁對橋臺進(jìn)行填土來抵抗橋臺后臺所受到土的壓力。利用鋼管樁自身的強(qiáng)度和剛度實(shí)現(xiàn)橋臺周圍土體的整體推移，減小橋臺所受周圍土體的對橋臺產(chǎn)生的水平推移。采用鋼管樁打入土中，其施工簡單，嵌入土層的深度足夠保證橋臺具有很穩(wěn)定的懸臂式。

最后對使用鋼管樁的橋臺進(jìn)行承載力的驗(yàn)算，得到該橋臺滿足設(shè)計(jì)承載力需求。

4 結(jié)論

隨著我國施工技術(shù)的不斷改進(jìn)，將鋼管樁應(yīng)用到實(shí)際的施工技術(shù)中會大大降低施工的難度，保證施工的質(zhì)量，加快施工的進(jìn)度，降低施工的工程費(fèi)用，提高整個(gè)工程項(xiàng)目效益。

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